Astrosismología: Terremotos estelares
La Astrosismología es la técnica que estudia las vibraciones que se producen en algunas estrellas para conocer su estructura y dinámica interna. Al igual que en la Tierra los terremotos son provocados por el movimiento de las placas tectónicas, el movimiento del gas dentro de las estrellas produce ondas sísmicas que alteran la superficie de estas, produciendo oscilaciones. Estas oscilaciones se analizan para conocer el interior de las estrellas, ya que, las ondas transportan información del medio que atraviesan y su estudio permite averiguar cuáles son sus propiedades físicas (densidad, temperatura y composición). Esto constituye un gran logro para los investigadores, ya que, la luz estelar procede únicamente de su parte más superficial (fotosfera) y, si no existieran estas vibraciones, la parte interna de las estrellas permanecería inaccesible. Es un procedimiento parecido al que aplica la sismología terrestre que investiga el interior del planeta analizando los terremotos.
Gracias a la Astrosismología se pueden hallar los siguientes parámetros de una estrella:
1. Determinar la edad de una estrella
Con la astrosimología se pueden identificar los modos de oscilación que se propagan a distintas profundidades en el interior de la estrella. Esto permite obtener con precisión, a partir de modelos teóricos, parámetros básicos de la estrella, como su edad, estructura interna, masa, radio o densidad, y contrastar de este modo las teorías de evolución estelar.
2. Determinar la Rotación Interna
La rotación estelar es un poco curiosa: rota más rápido en el ecuador que en sus polos, fenómeno que se conoce como “rotación diferencial”, presentándose diferencias de rotación conforme se adentra a su interior. En el caso de estrellas como el Sol, este fenómeno está relacionado con la diferencia en los mecanismos de energía radiante, donde esta es transferida por convección mediante un flujo de fotones en su interior profundo. Sabemos que esto se produce en el Sol y mediante la Astrosismología este fenómeno se intentará concretar para otras estrellas.
3. Descubrir manchas solares ocultas
Mediante la utilización de datos sísmicos, los astrónomos han podido encontrar una región superdensa por debajo de la superficie solar. La Heliosismología (Sismología del Sol) ha encontrado recientemente varias manchas solares a unos 60000 Km por debajo de la superficie solar.
INSTRUMENTACIÓN UTILIZADA EN ASTROSISMOLOGÍA
La instrumentación que se utiliza para realizar Astrosismología, es básicamente la misma que la utilizada para la mayoría de otras ramas de la Astrosfísica Las oscilaciones de las estrellas inducen variaciones en la luminosidad que se detectan con dos tipos de instrumentos: los espectrómetros y los fotómetros acoplados a un telescopio. En cada caso la forma de obtener la información es diferente:
1) Los espectómetros: Con los espectómetros se observa la variación de las líneas del espectro estelar con el tiempo. El espectro no es más que un conjunto de líneas que producen los elementos químicos de la superficie de la estrella en la radiacción que emite esta. La posición de estas líneas es muy sensible al movimiento de la superficie permitiendo obtener un registro directo de la oscilación de la estrella.
2) Los fotómetros: Con los fotómetros se observa la cantidad de luz que nos llega con el tiempo, lo que nos da una idea de todas las perturbaciones que sufre la superficie estelar. Analizando las variaciones en la luz y su periodicidad se puede determinar si esas estrellas están siendo parcialmente eclipsadas por planetas, y el tamaño, distancia y período orbital aproximado de estos planetas.
Ambas técnicas son complementarias, aunque por su bajo coste y facilidad de puesta en órbita, las misiones astrosismológicas actuales llevan fotómetros con cámara CCD.
¿CUÁL FUÉ EL ORIGEN DE LA ASTROSISMOLOGÍA?
A finales de la década de los años setenta del siglo pasado, el descubrimiento de la presencia de oscilaciones en el Sol dio origen a una técnica científica: la Heliosismología. Era sólo cuestión de tiempo que este estudio se extendiera al resto de las estrellas y, a finales de los años ochenta se empezó a hablar de la Astrosismología. Parecía que la Astrosismología nunca fuese a dar el salto tan grande que dio la Heliosismología, sin embargo, todo esto cambió gracias a los espectaculares resultados obtenidos por la misión europea COROT (Convection Rotation and Planetary Transits) y por el satélite de la NASA Kepler.
El satélite Kepler fue lanzado por la NASA desde Cabo Cañaveral el 6 de marzo de 2009, y en el 2012 la misión se prolongó hasta el 30 de Septiembre de 2016. Desafortunadamente la sonda se estropeó al año siguiente y se tuvo que dar por concluida esta misión, el 15 de Agosto del 2013. Hasta esta fecha el satélite Kepler obtuvo con gran precisión, los espectros de vibración de unas 500 estrellas de tipo solar. La gran calidad de los espectros obtenidos permitió su análisis sismológico y la determinación de las masas y radios de todas estas estrellas que se encuentran en distintos estadios de su existencia.
La importancia del conocimiento de la astrosismología viene reflejada no solo por los mencionados satélites Kepler y COROT, sino también por otros proyectos como el MOST Canadiense, o proyectos conjuntos como el SOHO donde otros países están dedicando recursos en su investigación.
FUTURO DE LA ASTROSIMOLOGÍA
Ahora la pregunta es: ¿Las asociaciones de investigadores disponen de suficientes recursos humanos y tecnológicos para poder analizar los datos obtenidos? Como respuesta podríamos tener que, la Astrosismología podría constituir un campo positivo de inversión para poder extraer todas las posibilidades de una de las técnicas más prometedoras y de mayor impacto en la Astrofísica moderna.
Referencias:
http://corot.iaa.es/content/inicio
http://www.astrofisicayfisica.com
http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&op2=402&id=37
Cristina Arranz Borro.
Alumna del Máster Universitario en Astronomía y Astrofísica.
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